99 — Трещины горячие легкоплавких

Графики этих зависимостей приведены на рис. 9.16. Малая активность марганца как раскислителя создает большие остаточные концентрации марганца в металле, но они не влияют на механические свойства стали (до 1 %). При высоких температурах и достаточно малых концентрациях Мп остаточная концентрация кислорода превышает предел концентрации насыщенного раствора Li (см. с. 329 ), которая показана на рис. 9.16 штриховой линией. Несмотря на малую раскислительную активность, марганец широко применяется в сварочной металлургии, так как кроме кислорода он извлекает из жидкого металла серу, переводя ее в MnS, плавящийся при 1883 К, поэтому при кристаллизации металла шва влияние легкоплавкой сульфидной эвтектики понижается и повышается сопротивление металла образованию горячих трещин. Обобщенная диаграмма плавкости Me — S для железа, кобальта и никеля приведена на рис. 9.17, указаны температуры плавления сульфидных эвтектик, лежащих ниже температур кристаллизации стали, никеля и кобальта. [c.328]

Сера — всегда вредная примесь при сварке металлов, так как она образует относительно легкоплавкие эвтектики Me — — MeS, что создает возможность образования горячих или кристаллизационных трещин в металле шва. Ее содержание в металле и в сварочных материалах всегда следует жестко лимитировать. [c.402]

Горячими трещинами называются хрупкие межкристаллитные разрушения сварного шва или околошовной зоны, возникаюш,ие в области температурного интервала хрупкости в результате воздействия термодеформационного сварочного цикла. Горячие трещины чаще всего возникают в сплавах, обладающих выраженным крупнокристаллическим строением, с повышенной локальной концентрацией легкоплавких фаз. Согласно общепринятым представлениям, они возникают в том случае, если интенсивность нарастания деформаций в металле сварного соединения в период остывания приводит к деформациям большим, чем его пластичность в данных температурных условиях. Способность сварного соединения воспринимать без разрушения деформации, вызванные термодеформационным циклом сварки, определяет уровень его технологической прочности. [c.478]

В углеродистой стали сера взаимодействует с железом, в результате чего образуется сернистое железо, дающее с железом относительно легкоплавкую эвтектику, которая располагается по границам зерен. При температурах ковки, горячей штамповки и прокатки эвтектика находится в жидком состоянии. В процессе горячей пластической деформации по границам зерен образуются трещины. [c.96]

Установлено, что наилучшей свариваемостью обладают те металлы и сплавы, которые содержат элементы с высокой взаимной растворимостью. Выделение же на границах зерен легкоплавких фаз с малой пластичностью может привести в процессе кристаллизации к образованию горячих трещин. В некоторых металлах и сплавах, вследствие объемных и других изменений при сварке, происходит образование так называемых холодных трещин. [c.129]

Кристаллизация сварного шва начинается от фаниц оплавленного основного металла и протекает путем роста столбчатых кристаллитов к центру шва. При этом оси кристаллита, как правило, остаются перпендикулярными к поверхности движущейся сварочной ванны, в результате чего кристаллиты изгибаются и вытягиваются в направлении сварки (рис. 5.5). Вследствие дендритной ликвации примеси располагаются по границам кристаллитов, где они могут образовать легкоплавкие эвтектики и неметаллические включения. Это снижает механические свойства шва и в отдельных случаях может быть причиной образования горячих трещин. [c.228]

Горячие трещины образуются в период кристаллизации сварного шва, когда металл находится в двухфазном твердожидком состоянии. В этом состоянии металл имеет очень малые пластичность и прочность. В результате развития внутренних сварочных деформаций растяжения возможно разрушение по незатвердевшим жидким прослойкам между кристаллитами. Условие такого разрушения - превышение величины сварочных деформаций минимальной пластичности металла шва в интервале кристаллизации. Как правило, горячие трещины образуются вдоль оси сварных швов в зоне стыка столбчатых кристаллитов, где завершается кристаллизация шва (см. рис. 5.48, а). Горячие трещины могут образовываться в сварных швах сплавов различных металлов, особенно имеющих широкий интервал кристаллизации. Склонность к горячим трещинам повышается при наличии в металле шва вредных примесей, которые обладают повышенной способностью к ликвации и образованию легкоплавких соединений. Последняя равносильна увеличению интервала кристаллизации, т.е. времени пребывания металла в двухфазном состоянии. [c.275]

Образование горячих трещин в алюминии и некоторых его сплавах связано с крупнокристаллической макроструктурой сварных швов. Склонность к трещинам увеличивается при наличии небольшого количества Si (до 0,5 %), который приводит к образованию легкоплавкой эвтектики по границам кристаллов. Борьба с горячими трещинами ведется металлургическим путем. В шов через проволоку вводят Fe, нейтрализующий вредное влияние Si, и модификаторы Zr, Ti и В, способствующие измельчению кристаллитов в шве. [c.280]

Наиболее опасными для сталей считаются сера и фосфор, попадающие в сварочную ванну в виде примесей из шлака, из основного и присадочного металла. Уже при содержании в металле 0,01 % серы в процессе кристаллизации металла шва из раствора по границам зерен выпадает легкоплавкий сульфид железа FeS. От растягивающих напряжений при усадке металла в процессе его охлаждения прослойки, заполненные FeS, разрушаются, образуются горячие трещины. Таким образом, сера вызывает красноломкость стали - снижение ее прочности при высокой температуре. [c.22]

Горячие трещины возникают во время кристаллизации наплавленного металла. В это время на границе зерен образуется легкоплавкий расплав (эвтектика), разрушающийся под влиянием усадочной деформации. Для оценки склонности к горячим трещинам рассчитывают показатель Уилкинсона - H. .S. по уравнению [c.276]

В некоторых случаях повышение стойкости швов против горячих трещин, наоборот, достигается повышением ликвирующих примесей до концентраций, обеспечивающих получение при завершении кристаллизации сплошной пленки легкоплавкой эвтектики на поверхности кри- [c.354]

В зоне термического влияния некоторых жаропрочных аусте-нитных сталей под действием термического цикла сварки снижаются пластические и прочностные свойства, что может повести к образованию в этой зоне трещин. Подобные изменения свойств основного металла вызываются развитием диффузионных процессов, приводящих к повышенной концентрации в металле околошовной зоны элементов (углерода, кислорода и др.), которые совместно с вредными примесями могут образовывать легкоплавкие эвтектики. При длительной эксплуатации в этой зоне могут выделяться мелкодисперсные карбиды и интерметаллиды, коагуляция которых приводит также к охрупчиванию металла. При сварке этих сталей для предупреждения образования горячих трещин в шве часто получают металл шва, по составу отличающийся от основного и имеющий двухфазную структуру. [c.356]

Алюминиевые сплавы с большим эффективным интервалом кристаллизации склонны к образованию горячих трещин. Металл шва склонен к образованию трещин в связи с грубой столбчатой структурой, выделением по фаницам зерен легкоплавких эвтектик, развитием значительных внутренних деформаций и напряжений из-за высокой литейной усадки. На сплавах повышенной прочности (например, легированных цинком и магнием) возможно появление холодных трещин, вызванных действием остаточных напряжений и выпадением интерметаллидов. [c.441]

Присутствие серы в большом количестве приводит к образованию трещин лри ковке, штамповке и прокатке в горячем состоянии. Это явление называется красноломкостью. В углеродистой стали сера взаимодействует с железом, в результате чего образуется сернистое железо FeS. Сернистое железо образует с железом относительно легкоплавкую эвтектику, которая располагается ло границам зерен. При температурах ковки, штамповки, прокатки в горячем состоянии эвтектика FeS — Fe находится в жидком состоянии. В процессе горячей пластической деформации по границам зерен, где располагается жидкая эвтектика, образуются горячие трещины. [c.102]

Однако все перечисленные средства недостаточно эффективны. Наиболее радикальным и надежным средством предотвращения горячих околошовных трещин при сварке аустенитных сталей и сплавов является повышение их качества. Речь идет и о повышении чистоты основного металла по легкоплавким соединениям и газам, и о коренном улучшении его структуры — полном устранении разнозернистости, а также строчечности и других видов сегрегации. [c.175]

ЛЕГКОПЛАВКИХ ПРИМЕСЕЙ И ГАЗОВ НА СТОЙКОСТЬ СВАРНЫХ ШВОВ ПРОТИВ ОБРАЗОВАНИЯ ГОРЯЧИХ ТРЕЩИН [c.190]

При сварке углеродистых и низколегированных сталей не представляется возможным установить прямую зависимость между структурой шва и образованием треш,ин. Известно, что в сварных швах этих сталей горячие трещины вызываются либо серой, либо легкоплавкими карбидными эвтектиками. Поэтому влияние легирующих примесей на трещинообразование обычно рассматривается только в связи со способностью этих элементов к карбидо-образованию или к связыванию серы в тугоплавкие сульфиды. [c.190]

Не следует, однако, думать, что только двухфазные швы не имеют трещин. Разумеется, и однофазные аустенитные швы могут быть сварены и свариваются без горячих трещин. Для этого необходимы строгое ограничение содержания легкоплавких примесей и газов в металле шва, принятие мер для получения измельченной структуры и соблюдение ряда требований, касающихся технологии и техники сварки. [c.191]

Вместе с тем, при сварке высоконикелевых стабильноаустенит-ных сталей, содержащих более 20—25% Ni, отрицательное действие меди проявляется значительно слабее, либо вовсе не проявляется. Чтобы объяснить различное поведение меди в сварных швах с различным содержанием никеля, следует обратиться к диаграммам состояния систем Ni—Си (рис. 78, б), Fe—Си (рис. 78, д), Сг—Си (рис. 78, е). Диаграмма Fe—Си (рис. 78, д), левый угол которой сходен с диаграммой Fe—С (см. рис. 3, г), позволяет считать, что при введении небольшого количества меди в сварной шов малоуглеродистой стали, в нем появятся горячие трещины, вызванные легкоплавкой эвтектикой. Любое увеличение количества медистой эвтектики не устранит трещин, ввиду того что эф-фективнъш интервал кристаллизации почти не уменьшается даже при содержании 80% Си в сплаве. Диаграмма состояния сплавов Сг—Си (рис. 78, д) сходна с диаграммой Ре—Си. С никелем медь дает непрерывные твердые растворы (рис. 78, б), причем интервал кристаллизации настолько мал, что в никелевых швах добавка меди не вызывает горячих трещин, как не вызывает их и добавка никеля при сварке меди. Поэтому естественно, что при сварке сталей типа 18-8 сварочная ванна, содержащая более 90% железа и хрома и всего 8—10% никеля, кристаллизуется в соответствии [c.199]

Как уже отмечалось, по своему действию ниобий напоминает кремний. Если концентрации обоих элементов относительно невелики, а эффективный интервал кристаллизации, наоборот, достигает максимальных значений, отрицательный эффект неизбежен — в аустенитном шве будут горячие трещины. Если же одновременно увеличивать содержание обоих элементов в аустенитном шве, то трещин не будет. Это объясняется уменьшением эффективного интервала кристаллизации, измельчением структуры шва и залечиванием трещин комплексной легкоплавкой ниобидно-си-лицидной эвтектикой. На этом принципе (совместного введения в шов ниобия и кремния) построены электроды для сварки ста- [c.210]

Трещины Горячие Возникновение в литье и сварном шве легкоплавких межкристаллитных прослоек, повышенное содержание С, Р, 8и др. Развитие больших напряжений растяжения Кристаллизационные трещины возникают при крис-таллизации металла и его остывании в интервале 1000-1100 С [c.212]

Горячие трещины. Аустенитные стали склонны к образованию при сварке горячих (кристаллизационных) трещин в шве, а иногда и в околошовной зоне. Основная причина образования горячих трещин — наличие легкоплавких структурных составляющих, расположенных между кристаллами затвердевающего металла. Оставаясь еще в жидком состоянии, эти составляющие не могут воспринять усадочных напряжений остывающего металла шва. Наиболее подвержены горячим трещинам чистоаустенитные швы. [c.62]

В некоторых случаях повышение стойкости швов против горячих трещин, наоборот, достигается повышением ликвирующих нримесей до концентраций, обеспечивающих получение при завершении кристаллизации сплошной пленки легкоплавкой эвтектики па поверхности кристаллита. Это может быть достигнуто легированием стали бором (0,3—1,5%). Повыи1епная литейная усадка и значительные растягивающие напряжения, действующие при затвердевании на сварочную ванну, также способствуют образовапию горячих трещин. Снижение действия силового фак- [c.287]

Горячие трещины образуются в пе1)иод кристаллизации сварного нша, когда металл находится в двухфазном гвердо-жидком состоянии. В этом состоянии металл имеет очень малые прочность и пластичность. В результате развития внутренних сварочных деформацн11 растяжения возможно разрушение по незатвердевшим жидкн.м прослойкам между кристаллитами. Как правило, горячие трещины образуются вдоль оси сварных швов в зоне стыка столбчатых кристаллитов, где завершается кристаллизация шва (рис. 5.49, а). Склонность к горячим трещинам повышается нри наличии в металле шва вредных примесей, которые обладают повышенной способностью к ликвации и образованию легкоплавких соединений. Последнее равносильно увеличению интервала кристаллизации, т. е. времени пребывания металла в двухфазном состоянии. [c.231]

На свариваемость меди большое влияние оказывают содержащиеся в ней вредные примеси (О2, Н2, Bi, РЬ и др.). Кислород, находящийся в меди в виде оксида ujO, является одной из причин образования горячих трещин в сварных швах. Двуоксид меди образует с медью легкоплавкую эвтектику ( uaO—Си), которая располагается по границам кристаллитов и снижает температуру их затвердевания. Такое же действие оказывают Bi и РЬ. Наличие сетки эвтектики по границам кристаллитов делает шов более хрупким при нормальных температурах. [c.234]

При сварке аустенитными сварочными материалами поил лгается предрасположенность швов к образованию горячих грещин. Они могут возникать при неблагоприятном сочетании факторов, связанных с понижением деформационной способности металла шва вследствие наличия в струюуре легкоплавких эвтектик, дефектов кристаллического строения, выделения хрупких фаз, а также под действием внутренних и внешних напряжений. Методы повышения стойкости против горячих трещин обычно сводятся к уменьшению содержания элементов, способствующих их возникновению, снижению [c.81]

При горячей обработке рения на воздухе наблюдается красноломкость вследствие окисления и образования по границам зерен легкоплавкой фазы, содержащей ВезО , Прокатка рения на воздухе при 1000 °С приводит к образованию глубоких трещин. [c.144]

В однофазных швах с чисто аустенитной структурой горячие трещины образуются значительно чаще, чем в двухфазных аустенитно-ферритных. Однако до сих пор этот факт не получил достаточно полного объяснения. Предполагают, что дельта-феррит лучше растворяет многие примеси (ниобий, серу, фосфор и др.) и таким образом сокращает температурный интервал кристаллизации. Снижение содержания углерода также oKpauiaer интервал кристаллизации и приводит к улучшению свариваемости. Многие ферритообразующие элементы способствуют удалению серы из металла шва. К ним относятся алюминий, гитан, ванадий и хром. Удаление серы уменьшает опасность скопления легкоплавких эятектик по границам зерен и образования трещин. [c.184]

Исследованиями роста трещин в суперсплавах показано, что воздух, точнее, кислород может существенно ускорить рост трещин ползучести или усталости по сравнению с их ростом в вакууме или в инертных средах. На рис. 9.7 показано, что у сплава 718 при 640 °С скорость роста трещины на воздухе примерно в 100 раз превышала эту скорость в среде гелия [18]. Сульфидосодержащие среды -оказывают еще более пагубное влияние. Если в гелиевую среду ввести очень малые количества HjS или SO2 растрескивание становится очень быстрым. Если к сульфидосодержащим средам добавляют соль, как это имеет место в смешанных средах, вызывающих горячую коррозию, повреждающее воздействие сульфидов значительно возрастает. Известно, что сера образует с никелем легкоплавкую эвтектику. Однако нет никаких дч- [c.324]

Наплавка ледебуритных сталей XI2, Х12М, Х12ВФ трудна из-за склонности наплавленного металла к образованию холодных и горячих трещин, возникающих по фаницам зерен легкоплавких карбидных эвтектик. Увеличение в наплавке углерода до 1,2. .. 1,5 % увеличивает количество легкоплавкой эвтектики, и трещины исчезают. [c.271]

Горячие трещины образуются в процессе первичной кристаллизации, поэтому их называют иногда кристаллизационньши трещинами. Выделяющиеся из затвердевающего металла примеси образуют легкоплавкие прослойки между кристаллитами. В то же время при охлаждении металла его объем уменьшается, в нем возникают растягивающие напряжения. Пока прослойки между кристаллитами еще жидкие, под действием этих напряжений кристаллиты легко смещаются относительно друг друга. Но при последующем охлаждении прослойки примесей затвердевают. Их прочность в это время значительно ниже прочности металла кристаллитов, прослойки разрушаются, образуются трещины. [c.31]

При сварке углеродистых сталей уменьшения склонности к образованию горячих трещин добиваются снижением содержания углерода в наплавленном металле вследствие применения сварочной проволоки с меньшим содержанием углерода по сравнению с основным металлом. Одновременно шов легируют марганцем и кремнием, которые обеспечивают сохранение необходимых механических свойств металла шва. Кроме того, присутствие марганца связывает серу в соединение MnS, в котором сера находится в виде твердого раствора. Температура плавления такого раствора выше 1180°С, поэтому в шве снижается количество легкоплавких примесей, способствующих образованию горячих трещин. Для сварки углеродистых сталей можно рекомендовать ручную дуговую сварку покрытыми электродами, сварку са-мозащитной порошковой проволокой, под флюсом, сварку в атмосфере защитных газов (аргона, аргона с добавлением кислорода или углекислого газа), электрошлаковую, газовую или контактную сварку. [c.508]

В сталях с большим запасом аустенитности получение швов с ау-стенитно-ферритной структурой затруднено необходимостью легирования их повышенным количеством ферритизаторов. Возможность предотвращения в швах на них, а также на аустенитно-ферритных сталях горячих трещин достигается ограничением содержания в швах вредных (фосфора, серы) и ликвирующих примесей, образующих легкоплавкие эвтектики, располагающиеся на завершающейся стадии кристаллизации по границам столбчать1х кристаллов. Это достигается применением сварочных материалов, минимально засоренных вредными и ликвирующими элементами, например электродных проволок, изготовленных из сталей вакуумной выплавки, электрошлакового переплава и т.д. Офаничивается также проплавление основного металла. [c.354]

При сварке никеля металл шва обладает большой склонностью к образованию кристаллизационных трещин. Главной причиной горячих трещин является образование по границам кристаллитов легкоплавких эвтектик NisS + Ni = 645 °С) и Nis + Ni (Гпл = 880 °С). Для предотвращения образования кристаллизационных трещин ограничивают содержание в основном металле и в сварочных материалах серы и фосфора до 0,005 %. Для связывания серы в тугоплавкие соединения металл шва легируют до 5 % Мп, до 0,1 % Mg, до 0,06 % Li. [c.463]

В интервале температур от 1400 до 950° С в сварном шве могут образоваться горячие трещины. Они сравнительно часто встречаются при сварке легированных сталей. Причина образования горячих трещин заключается в неоднородности состава и свойств кристаллов металла сварного шва при высоких температурах. Средняя часть дендрита состоит из более тугоплавких и прочных при высоких температурах составляющих. Легкоплавкие примеси оттесняются на периферию дендритов и в межден-дритные промежутки. Металл по границам дендритов может нз [c.244]

В процессе быстрой кристаллизации сварочной ванны в результате резкого охлаждения возникает внут-ризеренная и особенно межзеренная ликвация. В конечный момент кристаллизации, когда жидкого металла остается мало, в нем сосредоточивается много относительно легкоплавких примесей. Ввиду того, что процесс кристаллизации протекает в неравновесных условиях, содержание примесей может быть значительно большим, чем ожидается из анализа диаграмм состояния. Кристаллизация последних прослоек жидкого металла с большим содержанием легкоплавких компонентов может растянуться на относительно большой интервал температур. Если в этом интервале температур возникнут растягивающие напряжения, приводящие к взаимному смещению кристаллов, а жидкого металла не хватит для заполнения промежутка между кристаллами, то образуется горячая трещина. Она может иметь как микроскопические, так и макроскопические размеры. [c.252]

Помимо усадочных процессов и жесткости форм существенное влияние на склонность к образованию трещин оказывают состав сплава и особенно наличие примесей, образующих легкоплавкие эвтектики. Например, увеличение содержания в стали серы и фосфора повьппает опасность возникновения горячих и холодных трещин. [c.239]

Однако механизм вредного влияния никеля нельзя сводить к его аустенитизирующему действию. Вероятно, более опасным свойством никеля является его способность соединяться с серой и давать легкоплавкий сульфид, имеющий температуру плавления всего 644°С (эвтектика Ni—NigSg плавится при 625" С, рис. 78, г), а также давать легкоплавкое соединение с кремнием, ниобием и бором. Уместно напомнить, что возбудитель горячих трещин при сварке углеродистых сталей — сульфид железа -— гораздо более тугоплавок (1189° С, эвтектика Fe—FeS затвердевает при 985° С). Образование сульфида никеля происходит, очевидно, на границах зерен. Этому способствует склонность серы к ликвации и повышение содержания никеля у поверхностей кристаллов аусте-нита, обусловленное характером кристаллизации системы Fe—Сг— —Ni—Мп. Вредное влияние никеля проявляется и в аустенитиза-ции структуры шва, т. е. в утолщении межкристаллитных про- [c.196]

В сварных швах стабильно-аустенитных сталей, содержащих медь, например Х23Н23МЗДЗ или Х23Н28МЗДЗ, марганец играет отрицательную роль, заметно повышая опасность появления горячих трещин. Марганец в такого рода швах вытесняет медь из у-твердого раствора, что приводит к появлению богатой медью легкоплавкой фазы на границах столбчатых кристаллов шва. Следовательно, в данном случае марганец оказывает косвенное действие на горячеломкость аустенитного шва — через посредство меди. [c.197]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...